Một hệ quy chiếu quán tính là một hệ quy chiếu không có lực quán tính, các vật thể giữ nguyên trạng thái chuyển động nếu không bị tác động của các vật thể bên ngoài.

Trong khi đó với các hệ quy chiếu phi quán tính, các vật thể chuyển động tự do dưới một gia tốc từ chính hệ quy chiếu đó. Lực gây ra gia tốc được giả thiết là do bản thân hệ quy chiếu chứ không phải trực tiếp do vật chất gây ra. Ví dụ, khi đi trên xe đến chỗ ngoặt, chúng ta cảm thấy bị gia tốc, gia tốc đó sẽ được coi là do hệ quy chiếu - lúc này chính là chiếc xe gây ra. Tương tự như vậy các lực coriolis và lực ly tâm xuất hiện khi xem hệ quy chiếu dựa trên các vật thể quay như Trái Đất hoặc chiếc đu quay.

Trường lực quán tính được quan sát thấy là có ứng xử rất tương tự như trọng trường. Hơn nữa khối lượng quán tính luôn đo được đúng bằng khối lượng hấp dẫn. Đây là cơ sở để đồng nhất lực hấp dẫn với lực quán tính.

Lực hấp dẫn quan sát được từ bề mặt Trái Đất có thể coi là lực quán tính của hệ quy chiếu xác định từ vật chất tại bề mặt. Vật chất này không tự do mà bị cản trở bởi các vật chất khác nữa bên dưới lòng đất không cho nó rơi xuống, tương tự như gia tốc ta cảm thấy khi đi xe đến chỗ ngoặt.

Nếu cho phép vật rơi tự do trên bề mặt Trái Đất (tương tự như cho phép người ngồi trong xe được tự do văng ra khỏi xe), vật có thể coi là nằm trong một hệ quy chiếu quán tính rơi tự do cùng vật (tương tự như trong hệ quy chiếu quán tính đứng yên trên mặt đất sẽ thấy người văng khỏi xe đi theo đường thẳng).

Tuy nhiên một hệ quy chiếu rơi tự do cùng vật cần phải nhỏ (cục bộ) trong một thế giới luôn chuyển động trong các trường hấp dẫn không đều như thế giới của chúng ta. Ví dụ, trong một thang máy rất rộng rơi tự do trên bề mặt Trái Đất, những lực thủy triều gây ra bởi trường hấp dẫn không đều của Trái Đất sẽ được tính đến, khiến thang máy không là hệ quy chiếu quán tính.

Nói tóm lại, không có lực hấp dẫn trong hệ quy chiếu của sự rơi tự do ngoài lực hấp dẫn thủy triều (quan sát được trên không thời gian đủ lớn). Lực thủy triều chỉ có thể biến dạng vật thể chứ không gia tốc vật thể. Trên thực tế, các cố gắng để thu được sóng hấp dẫn chỉ phụ thuộc vào lực thủy triều.

Kết luận, trong nguyên lý tương đương, xét không thời gian nhỏ, các lực hấp dẫn không có điểm khác biệt so với các lực quán tính của bất kỳ hệ quy chiếu phi quán tính nào.